NiCrAlY and CoNiCrAlY powders were thermal-sprayed using the high frequency pulse detonation method (HFPD) onto AISI 310 austenitic stainless steel samples in order to obtain dense, adherent high temperature oxidation resistant coatings. The cyclic oxidation behaviour in air of both types of coatings was determined at a maximum temperature of 1273 K. The porosity, internal oxidation (after the first 8-h oxidation cycle), hardness, coating thickness and substrate-coating adherence were not significantly modified by the high temperature oxidation cycles. The surface phase composition was evaluated throughout the tests using X-ray diffraction and scanning electron microscope techniques revealing the formation of a continuous and highly protective alumina layer. The oxidation kinetics of both coatings can be characterized by parabolic rate constants, which are very similar to those of pure alumina.
333 INTRODUCCIONActualmente se están fabricando ya unidades de generación de energía eléctrica de más de 200MW utilizando para ello turbinas de gas en ciclos energéticos combinados, que permiten obtener rendimientos superiores al 50%, cuando el rendimiento de las turbinas de vapor se sitúa en torno al 30%. Estas turbinas suelen utilizar gas natural o gas-oil como combustible y son más robustas y pesadas que las que se emplean en los motores aeronáuticos y también trabajan en condiciones más estables que aquellas y a revoluciones inferiores (sobre 3000 rpm), por lo que los esfuerzos dinámicos tienen en estos casos mucha menor importancia, siendo por el contrario la resistencia a la oxidación y a la corrosión a alta temperatura de los materiales utilizados en su construcción las exigencias imperativas en estos diseños (1, 2, 3).Las superaleaciones base niquel utilizadas en la fabricación de los álabes de los primeros escalones de las turbinas de gas no son suficientemente resistentes a la oxidación en atmósferas como las de los gases de combustión de las turbinas (altamente oxidantes y temperaturas iguales o superiores a 1000°C), por lo que deben recubrirse necesariamente con capas del tipo MCrAlY (el metal M es normalmente Ni, Co o ambos). Además, en el caso de una turbina de gas de una central eléc-trica de ciclo combinado, debe pensarse que estas capas deben ser capaces de aguantar ciclos térmicos severos repetidos, sin sufrir daños importantes (resistencia a la fatiga térmica) y también, igualmente, situaciones de corrosión en caliente producidas por la presencia de impurezas en el combustible (vanadio o azufre) y en el aire de admisión (cloro, sodio, potasio) (4).El contenido de cromo y aluminio de los recubrimientos debe ajustarse con el fín de formar, en las condiciones de trabajo, una capa protectora de Al 2 O 3 o de Cr 2 O 3 , siendo la primera de ellas preferible en atmósferas oxidantes y la segunda si se desea prevenir la corrosión por debajo de 900°C (5). Por otro lado, la incorporación de un pequeño porcentaje de Ytrio mejora la adherencia de la capa protectora de alúmina (6). Las adiciones de otros elementos como el Hafnio, Platino, Titanio o Silicio también se han revelado satisfactorias en ciertas aplicaciones concretas (7). La proyección térmica es normalmente la técnica utilizada para depositar las capas protectoras de MCrAlY, especialmente la proyección por plasma en condiciones de baja presión (LPPS), con objeto de conseguir una capa prácticamente sin poros ni óxidos. Sin embargo, hoy día, se están obteniendo ya estas capas con un grado de cohesión muy alto, empleando otros métodos más económicos y de mayor disponibilidad, como son la técnica HVOF o el cañon detonador. El espesor habitual de las capas de protección varía en las distintas aplicaciones entre 75 y 125 µm (8). PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALLos recubrimientos antioxidantes se ejecutaron en la empresa Aerostar Coatings (Irún) utilizando la técnica de proyección por detonación de alta frecuencia HFPD, que nos asegura una capa muy compacta...
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